关于此实验
将选定的金属浸入稀酸、硫酸铜溶液或硫酸锌溶液中，检验对反应性的预测。酸中可能产生氢气，而盐溶液中的另一种金属可能会沉积在金属片上。追踪剩余固体和沉积固体，可以说明为什么金属片即使正在剧烈反应，其固体总质量也不一定减少。
学习目标
- 利用标准还原电势差比较金属的反应性。
- 区分氢气的产生与置换沉积。
- 对参与反应的金属片和溶液应用物质的量与质量守恒。
使用方法
- 1将镁、锌、铁和铜分别放入酸中，并比较预测的观察结果。
- 2将铁放入硫酸铜溶液中，观察析出的铜和固体质量的变化。
- 3将铜放入硫酸锌溶液中，并解释为什么不会发生置换反应。
- 4改变金属质量和溶液量，找出因限量试剂导致反应达到平台的情况，然后记录产生的气体或沉积物。
模型
假设
- 在这个受限模型中，金属形成二价离子。参考还原电势（单位：伏特）为：Mg -2.372、Zn -0.763、Fe -0.440、Cu +0.340，氢为零。
- 当参考电池电势为正时，反应即设定为可以发生。模型不考虑实际受浓度影响的电极电势、氧化物薄膜、钝化和动力学障碍。
- 所选金属采用指定的一阶反应进程速率常数。速率差异仅用于说明，并非基于测量的速率预测。固体质量包括未反应的起始金属和析出的置换金属。
在课堂上试试这个实验
- Q1镁原子不断从镁条上离开，为什么镁条的固体总质量反而可能增加？
- Q2为什么标准参比电势不是所选每种浓度下的实际电压？
常见问题
所有有利的反应都会产生气泡吗？
不会。在此模型中，酸被还原并产生氢气。金属离子置换则会形成固体沉积物。
没有明显变化，能证明真实反应在热力学上不可能发生吗？
不能。实际观察结果还取决于表面状况和反应动力学。此模型有意采用了范围受限的标准电势规则。